第十三章 实验十五　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

实验十五　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 授课提示：对应学生用书第282页 一、实验目的 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 二、实验原理 1．如图所示，原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断地变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压。本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。 三、实验器材 　可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)、多用电表、低压交流电源、导线若干。 四、实验步骤 1．要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电源的最大量程进行测量。 2．把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。 3．用交流电压表测量输入、输出端电压。 4．改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压。 5．改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压。 五、数据处理 1．分析实验数据记录表 1 2 3 4 U1 U2 n1 n2 2.实验结果分析及结论得出：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比，数学表达式为＝。 六、误差分析 1．由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。 2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差。 3．铁芯中有磁损耗，产生涡流造成误差。 七、注意事项 1．要事先推测副线圈两端电压的可能值。 2．为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。 3．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。 授课提示：对应学生用书第283页 　　自主探究 1．物理研究课上，同学们用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示： (1)下列说法正确的是________。 A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 (2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是________。 A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 解析：(1)为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得副线圈电压较小，故A错误；变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故B错误；实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故D正确；变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故E错误，F正确。 (2)变压器线圈通电会产生磁场，而变压器上端的横条相当于磁铁，下端对横条有吸引力作用，因此与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；仅增加原线圈绕制的圈数，副线圈两端电压将减小，小灯泡亮度将变暗，故B错误；若仅增加副线圈绕制的圈数，副线圈两端电压增大，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能会使学生电源的过载指示灯亮起，故C正确。 答案：(1)CDF　(2)AC 2．一个教学用的简易变压器，两线圈的匝数未知，某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。 (1)为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压________(选填“直流”或“交流”)电源。 (2)该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将简易变压器的A、B两线圈依次接电源，用电压表分别测出线圈A，线圈B及线圈C两端的电压，记录在表格中，则线圈A的匝数为________匝，线圈B的匝数为________匝。 线圈A的电压 线圈B的